房間裡瀰漫著柑橘、松樹或花朵的香氣,通常與乾淨劃上等號。然而,這些熟悉的氣味可能預示著空氣中正在發生的化學反應。
由普渡大學的 Brandon Boor 領導的研究發現,傳統清潔劑和植物精油產品釋放的香氛化合物,在室內會快速反應並產生奈米粒子。若被吸入,這些極小的粒子可能深入肺部。
研究人員表示,可透過選擇無香產品、使用抽油煙機或打開窗戶加強通風,以及避免在噴灑香氛清潔劑時使用產生臭氧的設備來降低暴露風險。
研究人員在美國化學學會(ACS)秋季會議上,於 McCormick Place 舉辦的「健康室內空間:連結微生物群與化學」研討會上發表了他們的研究結果。
「重要的是,清潔可以清除表面的病毒和細菌,但同時也可能產生看不見的空氣污染。空氣中沒有可見的灰塵或煙霧,但這些粒子正在形成。」-- Brandon Boor
清潔可能產生看不見的奈米粒子
Boor 表示:「我們發現,室內臭氧與清潔劑香氛的反應會產生奈米粒子,其呼吸劑量可與站在繁忙道路旁的戶外劑量相比,甚至更高。這些粒子的成分不同,但總劑量可能更高。你看不見空氣中的煙霧、灰塵或霾霧。反而,你認為空氣聞起來很棒,所以它一定是乾淨的。」
普渡大學土木與建築工程助理教授 Boor 研究室內空氣品質,他與同事 Nusrat Jung,一位普渡大學土木與建築工程助理教授,在 COVID-19 疫情期間開始調查清潔劑和化學消毒劑如何影響室內環境。其中一個特徵很快就顯現出來:許多人們用來清潔和消毒室內空間的產品都含有強烈香氛。
Boor 說:「這通常是為了在室內空間營造宜人的氣味。但乾淨的空氣不應該聞起來像高濃度的柑橘。它其實不應該有任何味道。」
研究大氣的科學家們早已知道,植物釋放的化合物會與臭氧發生反應。例如,松樹中的蒎烯等萜烯,會參與產生微小懸浮粒子的反應。隨著時間的推移,這些粒子會結合並生長,直到足夠大到能幫助形成雲。
這種化學反應在森林中進行得相對緩慢,因為空氣中的萜烯含量通常很低。
清潔產品釋放高濃度萜烯
在室內,情況可能大不相同。有香味的清潔劑會在香氛化合物從噴霧液滴或清潔過的表面蒸發時釋放萜烯。
清潔液體通常含有蒎烯、檸檬烯(檸檬)、百里酚(百里香)和芳樟醇(薰衣草)等化合物。清潔期間的濃度可能遠高於戶外通常測得的水平。Boor 表示,清潔期間室內空氣中的萜烯濃度可能上升到森林中發現的水平的數十甚至數百倍。
為了檢驗在實際條件下會發生什麼情況,研究人員在普渡大學校園內的一個模型房屋中,測試了有香味的傳統液體產品以及含有植物成分的消毒噴霧和濕巾。
這個小型房屋包含功能齊全的廚房、木地板和浴室,讓研究人員能夠重現一般的家庭清潔活動。他們的研究顯示,造成室外奈米粒子形成的相同基本化學反應,在室內會發生得更快、濃度更高,並可能對人體暴露產生重要影響。
可能形成數十億甚至數兆個粒子
例行任務,如拖地、噴灑檯面和使用有香味的產品擦拭表面,會產生數十億甚至數兆個粒子,總數取決於產品。
大多數是奈米粒子或超細粒子,直徑僅為 1-30 奈米。由於如此小的粒子通常超出家用空氣品質監測器的偵測範圍,人們可能無法得知粒子濃度已升高。
研究人員發現,一般的清潔工作可能會暫時將超細粒子水平推高到戶外測得的水平之上。
從健康角度來看,它們的尺寸很小很重要。超細粒子會沉積在整個呼吸道,並到達肺部深處。一旦到達那裡,它們可能導致呼吸系統的刺激和發炎。有些甚至可能進入血液。
最大的驚喜之一是過程的速度。粒子形成和生長在短短幾分鐘內就發生了。
Boor 說:「在你完成室內清潔時,你已經形成了大量的奈米粒子並吸入了它們。」
臭氧可能加劇室內粒子形成
最近,Boor 和普渡大學教授 Ernest Blatchley 研究了在同時使用有香味的表面清潔劑和用於消毒室內空氣的殺菌遠紫外線(UV-C)燈時會發生什麼情況。
這種組合為奈米粒子形成創造了特別有利的條件。
這些燈與空氣中的氧氣相互作用並產生臭氧。在小型房屋的實驗中,臭氧濃度增加到約 20 至 40 ppb。這些水平與實驗進行時測得的室外臭氧濃度相當,但略低。
由於臭氧濃度升高和萜烯濃度很高,奈米粒子產量變得更加劇烈。這種組合引發了對居住者可能吸入的顆粒物量的額外擔憂。
清潔時如何降低暴露
Boor 強調,目標是幫助消費者做出明智的選擇,而不是阻止清潔。清潔對於清除表面的病毒和細菌仍然很重要,但幾項簡單的措施可以降低過程中產生的二次污染的暴露風險。
Boor 說:「重要的是,清潔可以清除表面的病毒和細菌,但同時也可能產生看不見的空氣污染。空氣中沒有可見的灰塵或煙霧,但這些粒子正在形成。」
Boor 感謝所有在小型房屋實驗中與他一起工作的研究生,以及大學部學生的支持。
這項研究由美國國家科學基金會早期職業發展計畫(CAREER)補助金和 Alfred P. Sloan 基金會資助。


